一種制備大厚度抗沖擊熱噴涂涂層的表面預(yù)處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱噴涂基體表面的預(yù)處理領(lǐng)域，尤其涉及一種制備大厚度抗沖擊熱噴涂涂層的表面預(yù)處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]熱噴涂是指一系列過程，在這些過程中，細(xì)微而分散的金屬或非金屬的涂層材料，以一種熔化或半熔化狀態(tài)，沉積到一種經(jīng)過處理的基體表面，形成某種噴涂沉積層。它是一種利用某種熱源(如電弧、等離子噴涂或燃燒火焰等)將粉末狀或絲狀的金屬或非金屬材料加熱到熔融或半熔融狀態(tài)，然后借助火焰本身或壓縮空氣以一定速度噴射到預(yù)處理過的基體表面，沉積而形成具有各種功能的表面防護(hù)涂層的一種技術(shù)。表面防護(hù)涂層具有減摩、抗磨、耐蝕、隔熱、防輻射等各種性能，在航天航空、核工業(yè)、石油化工、印刷、機(jī)械制造、生物醫(yī)藥、環(huán)境保護(hù)等眾多領(lǐng)域有著極其廣泛的應(yīng)用。
[0003]現(xiàn)有的熱噴涂技術(shù)中，熱噴涂涂層與基體表面之間以機(jī)械咬合的物理方式結(jié)合，因此基體的表面預(yù)處理方法對(duì)涂層的結(jié)合強(qiáng)度、最大厚度以及抗沖擊性能均有著關(guān)鍵的影響。目前熱噴涂技術(shù)中常見的表面預(yù)處理方法有噴砂、切槽、車制螺紋、電拉毛、化學(xué)處理、水噴射預(yù)處理、噴干冰預(yù)處理、激光預(yù)處理以及釬劑預(yù)處理等，如公開號(hào)為CN101158013A的中國發(fā)明專利《鋼鐵構(gòu)件熱噴涂的前處理工藝》、公開號(hào)為CN101379212A的中國發(fā)明專利《用于熱噴涂層的表面修整》、公開號(hào)為CN103266295A的中國發(fā)明專利《一種熱障涂層激光表面改性方法》等。上述這些預(yù)處理方法對(duì)于厚度為數(shù)百微米的熱噴涂涂層較為有效，但是，對(duì)于厚度達(dá)到數(shù)毫米的大厚度熱噴涂涂層，存在著結(jié)合性能差、抗沖擊性差等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)而提供一種能使熱噴涂層獲得高結(jié)合性能、高抗沖擊性的制備大厚度抗沖擊熱噴涂涂層的表面預(yù)處理方法。
[0005]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種制備大厚度抗沖擊熱噴涂涂層的表面預(yù)處理方法，其特征在于包括以下步驟:
[0006]( I)對(duì)基材表面除油，進(jìn)行表面盲孔加工，形成有序的蜂窩型結(jié)構(gòu)，且相鄰盲孔之間的距離為0.5-2mm ；
[0007](2)將步驟(I)處理后的基材進(jìn)行清洗、除油、干燥處理，然后對(duì)盲孔內(nèi)壁進(jìn)行噴砂處理；
[0008](3)對(duì)基材進(jìn)行熱噴涂涂層制備，直至涂層填滿盲孔；
[0009](4)對(duì)基材表面進(jìn)行平整化處理，形成盲孔內(nèi)部為涂層，其余部分為基材的結(jié)構(gòu)。
[0010]作為優(yōu)選，可對(duì)步驟(I)后的基材盲孔的內(nèi)壁進(jìn)行處理，使得盲孔內(nèi)壁錐度小于10。。
[0011]為方便操作，且使盲孔在熱噴涂中效果較佳，所述盲孔為圓盲孔，盲孔的孔徑為3?4mm,孔深4?6mm。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0013](I)本發(fā)明在基材表面設(shè)置蜂窩型盲孔結(jié)構(gòu)，將熱噴涂涂層填置于盲孔后，涂層與盲孔間形成立體鑲嵌，有效提升大厚度條件下涂層的結(jié)合性能，同時(shí)增強(qiáng)涂層的抗沖擊性；
[0014](2)由于涂層材料與基體材料的硬度不同，盲孔內(nèi)的涂層與基體之間形成軟硬相間的布局，有力于涂層應(yīng)力的分散，有效提升涂層的結(jié)合性能；
[0015](3)傳統(tǒng)熱噴涂涂層為連續(xù)不間斷的表面，沖擊時(shí)易發(fā)生大面積剝落，經(jīng)本發(fā)明的處理后的基材表面可形成分散式蜂窩型涂層分布，減少了涂層大片剝落的可能性。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明中大厚度蜂窩型涂層的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為圖1中沿A-A方向的剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0019]實(shí)施例1:
[0020]首先使用丙酮對(duì)鎂合金基材表面除油，除油后采用機(jī)床鉆頭對(duì)基材表面進(jìn)行縱向圓盲孔加工，如圖1所述在基材I表面開設(shè)多個(gè)圓盲孔2，形成有序的蜂窩型結(jié)構(gòu)，且相鄰圓盲孔2之間的距離為1-1.5_。如圖2圓盲孔2垂直于基材I表面,孔徑4mm,孔深5.5_。
[0021]圓盲孔2成型后，對(duì)鋁合金基材I進(jìn)行清洗、除油和干燥處理，接著對(duì)圓盲孔內(nèi)壁21進(jìn)行噴砂處理。噴砂處理后，對(duì)帶有蜂窩型圓盲孔陣列的基材I進(jìn)行熱噴涂涂層處理，直至涂層材料填滿圓盲孔2。最后對(duì)熱噴涂后的基材I進(jìn)行表面平整化處理，形成圓盲孔2內(nèi)部為涂層，其余部分為基材I的蜂窩型涂層結(jié)構(gòu)。
[0022]經(jīng)本實(shí)施例處理后的鎂合金基材，經(jīng)熱噴涂處理后，采用200N的載荷從10mm高度自由下落沖擊，頻率為200次/分鐘，持續(xù)沖擊120分鐘后，涂層無明顯剝落，表明涂層具備優(yōu)良的結(jié)合性能和抗沖擊性。
[0023]實(shí)施例2:
[0024]首先使用丙酮對(duì)鋁合金基材表面除油，除油后采用機(jī)床鉆頭對(duì)基材表面進(jìn)行縱向圓盲孔加工，如圖1所述在基材I表面開設(shè)多個(gè)圓盲孔2，形成有序的蜂窩型結(jié)構(gòu)，且相鄰圓盲孔2之間的距離為1-1.2mm。如圖2圓盲孔2垂直于基材表面,孔徑3mm,孔深4mm。
[0025]圓盲孔2成型后，采用機(jī)用鉸刀對(duì)圓盲孔內(nèi)壁21進(jìn)行處理，并控制圓盲孔內(nèi)壁21的錐度為5°。內(nèi)壁21處理后，對(duì)鋁合金基材I進(jìn)行清洗、除油和干燥處理，接著對(duì)圓盲孔內(nèi)壁21進(jìn)行噴砂處理。噴砂處理后，對(duì)帶有蜂窩型圓盲孔陣列的基材I進(jìn)行熱噴涂涂層處理，直至涂層材料填滿圓盲孔2。最后對(duì)熱噴涂后的基材I進(jìn)行表面平整化處理，形成圓盲孔2內(nèi)部為涂層，其余部分為基材I的蜂窩型涂層結(jié)構(gòu)。
[0026]經(jīng)本實(shí)施例處理后的鋁合金基材，經(jīng)熱噴涂處理后，采用200N的載荷從10mm高度自由下落沖擊，頻率為200次/分鐘，持續(xù)沖擊150分鐘后，涂層無明顯剝落，表明涂層具備優(yōu)良的結(jié)合性能和抗沖擊性。
[0027]實(shí)施例3:
[0028]首先使用丙酮對(duì)鈦合金基材表面除油，除油后采用機(jī)床鉆頭對(duì)基材表面進(jìn)行縱向圓盲孔加工，如圖1所述在基材I表面開設(shè)多個(gè)圓盲孔2，形成有序的蜂窩型結(jié)構(gòu)，且相鄰圓盲孔2之間的距離為1-1.5_。如圖2圓盲孔2垂直于基材I表面,孔徑3.5mm,孔深5_。
[0029]圓盲孔2成型后，采用機(jī)用鉸刀對(duì)圓盲孔內(nèi)壁21進(jìn)行處理，并控制圓盲孔內(nèi)壁21的錐度為8°。內(nèi)壁21處理后，對(duì)鈦合金基材I進(jìn)行清洗、除油和干燥處理，接著對(duì)圓盲孔內(nèi)壁21進(jìn)行噴砂處理。噴砂處理后，對(duì)帶有蜂窩型圓盲孔陣列的基材I進(jìn)行熱噴涂涂層處理，直至涂層材料填滿圓盲孔2。最后對(duì)熱噴涂后的基材I進(jìn)行表面平整化處理，形成圓盲孔2內(nèi)部為涂層，其余部分為基材I的蜂窩型涂層結(jié)構(gòu)。
[0030]經(jīng)本實(shí)施例處理后的鈦合金基材，經(jīng)熱噴涂處理后，采用200N的載荷從150mm高度自由下落沖擊，頻率為200次/分鐘，持續(xù)沖擊120分鐘后，涂層無明顯剝落，表明涂層具備優(yōu)良的結(jié)合性能和抗沖擊性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種制備大厚度抗沖擊熱噴涂涂層的表面預(yù)處理方法，其特征在于包括以下步驟: (1)對(duì)基材表面除油，進(jìn)行表面盲孔加工，形成有序的蜂窩型結(jié)構(gòu)，且相鄰盲孔之間的距離為0.5-2mm ； (2)將步驟(I)處理后的基材進(jìn)行清洗、除油、干燥處理，然后對(duì)盲孔內(nèi)壁進(jìn)行噴砂處理； (3)對(duì)基材進(jìn)行熱噴涂涂層制備，直至涂層填滿盲孔； (4)對(duì)基材表面進(jìn)行平整化處理，形成盲孔內(nèi)部為涂層，其余部分為基材的結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的制備大厚度抗沖擊熱噴涂涂層的表面預(yù)處理方法:所述步驟(I)后，對(duì)盲孔內(nèi)壁進(jìn)行處理，使得盲孔內(nèi)壁錐度小于10°。
3.如權(quán)利要求1或2所述的制備大厚度抗沖擊熱噴涂涂層的表面預(yù)處理方法:其特征在于:所述盲孔為圓盲孔，盲孔的孔徑為3?4mm，孔深4?6mm。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種制備大厚度抗沖擊熱噴涂涂層的表面預(yù)處理方法，首先對(duì)基材表面除油，進(jìn)行表面盲孔加工，形成有序的蜂窩型結(jié)構(gòu)；將處理后的基材進(jìn)行清洗、除油、干燥處理，然后對(duì)盲孔內(nèi)壁進(jìn)行噴砂處理；噴砂處理后，對(duì)基材進(jìn)行熱噴涂涂層制備，直至涂層填滿盲孔；最后對(duì)基材表面進(jìn)行平整化處理，形成盲孔內(nèi)部為涂層，其余部分為基材的結(jié)構(gòu)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明處理后的帶蜂窩型盲孔結(jié)構(gòu)的基材表面，可有效提升大厚度條件下涂層的結(jié)合性能，同時(shí)增強(qiáng)涂層的抗沖擊性。
【IPC分類】C23C4-02
【公開號(hào)】CN104726814
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310706155
【發(fā)明人】馬冰, 劉光, 何發(fā)兵, 馮勝強(qiáng), 舒文波, 鄭子云, 潘力平, 劉琴, 崔烺, 王秀玲
【申請(qǐng)人】中國兵器工業(yè)第五二研究所
【公開日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2013年12月19日